W marcu uczeni z Chin ogłosili, iż jeszcze w tym roku ma zakończyć się budowa ich najnowszego tokamaka – Tokamaka HL-2M. Tokamaki to urządzenia do przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej, takiej jak wewnątrz naszego Słońca. Ich koncepcja powstała już w 1950 roku, a pierwsza rzeczywista maszyna w 1956 roku. Teraz dowiedzieliśmy się, że ostatecznie chiński Tokamak HL-2M zadziała dopiero w 2020 roku, ale nie zmienia to faktu, iż ma on kluczowe znaczenie dla rozwoju przyszłego pierwszego komercyjnego reaktora termojądrowego.
Jak informują badacze, Tokamak HL-2M może być pierwszym z wielu urządzeń, które sprawią, żę synteza jądrowa będzie opłacalna energetycznie. Jeśli nie sprosta on temu wyzwaniu, to przynajmniej zapewni wskazówki potrzebne do jego realizacji. Rzecz jasna chodzi o to, aby w końcu pojawił się tokamak, który będzie zwracał odpowiednio więcej energii, niż pobierał.
Naukowcy od dekad próbują osiągnąć powyższy cel. Problem, który stoi na ich drodze to między innymi kwestia temperatury plazmy wewnątrz Tokamaka i jej stabilność. Aby osiągnąć fuzję jądrową, w tokamaku należy osiągnąć temperaturę jonów powyżej 100 milionów stopni Celsjusza. Przewiduje się jednak, że Tokamak HL-2M będzie mógł osiągnąć temperaturę jonów powyżej 150 milionów stopni Celsjusza. To temperatura o wiele wyższa niż panująca we wnętrzu Słońca, leczy wynika ona z tego, iż w Słońcu panuje o wiele wyższe ciśnienie niż w Tokamaku.
Ale jak działa takie urządzenie jak tokamak? W skrócie, jego główna komora o kształcie torusa wypełniona jest zjonizowanym gazem (deuterem lub mieszaniną deuteru i trytu, czyli izotopami wodoru). Zmienne pole magnetyczne pochodzące z transformatora indukuje w tym pierścieniu gazu prąd elektryczny, który powoduje wyładowania. Dzięki temu gaz się coraz bardziej jonizuje i ogrzewa, aż w końcu wytwarza się gorąca plazma. Za sprawą silnego pola magnetycznego plazma, będąca paliwem syntezy jądrowej, jest utrzymywana. Ciepło wytwarzane podczas fuzji atomów w plazmie jest pochłaniane przez ściany tokamaka. Tak jak konwencjonalna elektrownia, elektrownia fuzji jądrowej wykorzystywałaby to ciepło do produkownia pary, a następnie, z udziałem turbin i generatorów, prądu elektrycznego.
Niestety, nawet jeśli chiński Tokamak HL-2M rzeczywiście zagwarantuje zapowiadane rezultaty, na powstanie pierwszej elektrowni fuzji jądrowej będziemy musieli jeszcze bardzo długo poczekać. Niemniej, czekać warto, bo nie dość, że paliwem dla reaktorów termojądrowych nie są trudno dostępne i niebezpieczne materiały, to jeden gram wodoru „spalonego” w takich reaktorach może dać tyle energii co 8 ton ropy naftowej i 11 ton węgla kamiennego.
Źródło: Futurism